周馨+張永超

摘要：對(duì)于大多數(shù)的低軌道遙感衛(wèi)星而言，只有在地面站可視范圍內(nèi)才能上傳指令和下傳數(shù)據(jù)，單個(gè)地面站的可視時(shí)間在10分鐘以內(nèi)，難以實(shí)現(xiàn)全軌道周期內(nèi)與地面站的無(wú)間斷持續(xù)性通信。而現(xiàn)有的高軌道海事衛(wèi)星，具備全球覆蓋能力，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種地基和空基的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。通過(guò)開(kāi)發(fā)輕小型智能化的衛(wèi)星終端，建立起高軌道海事衛(wèi)星與低軌道遙感衛(wèi)星之間的雙向數(shù)據(jù)鏈路，可以大幅度提高低軌道遙感衛(wèi)星的在軌管理運(yùn)行效率，縮短應(yīng)急減災(zāi)等快速響應(yīng)遙感數(shù)據(jù)回傳的滯后時(shí)間，具有廣泛的商業(yè)化應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：海事衛(wèi)星；遙感衛(wèi)星；雙向鏈路；衛(wèi)星終端

中圖分類號(hào)：TN927.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）07-0027-02

現(xiàn)有大多數(shù)低軌道遙感衛(wèi)星沒(méi)有星間鏈路，與高軌道衛(wèi)星之間也沒(méi)有星間鏈路，只能和地面站在過(guò)頂可視區(qū)域內(nèi)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。為大幅度提高戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中士兵對(duì)低軌遙感衛(wèi)星的使用效能，美國(guó)DARPA提出的SeeMe計(jì)劃[1]，曾經(jīng)就提出擬采用經(jīng)過(guò)改造的BGAN終端，升級(jí)為低軌道衛(wèi)星通信載荷，使得低軌道衛(wèi)星與高軌道IMMARSAT-4衛(wèi)星建立持續(xù)性的雙向星間鏈路（如圖1所示），星間鏈路速率達(dá)到492kbps，以大幅度提高低軌道遙感衛(wèi)星的應(yīng)急快速響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)即拍、拍立得”的效果（如圖2所示）。

1 現(xiàn)有海事衛(wèi)星業(yè)務(wù)介紹

Inmarsat系統(tǒng)是全球第一個(gè)建設(shè)并形成全球覆蓋的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，自1979年至今已發(fā)展至第五代。第一代模擬體制，第二代數(shù)字體制，第三代數(shù)字電路為主和IP混合體制，第四代IP為主和數(shù)字電路混合體制，始于2005年，提供Inmarsat-BGAN/FB/SB/SPS/GSPS電路交換業(yè)務(wù)、IP數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)（最高到800kbps）以及手持機(jī)業(yè)務(wù)等；第五代：全I(xiàn)P體制，將提供Inmarsat-GX超高速移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)（上行5Mbps，下行50Mbps）。

伴隨國(guó)際海事衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)程，海事衛(wèi)星在中國(guó)國(guó)內(nèi)的重要通信、自然災(zāi)害應(yīng)急救援、社會(huì)維穩(wěn)事件處理、重大科研保障、重大社會(huì)活動(dòng)等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，廣泛應(yīng)用于政府部門、軍隊(duì)、公安、外交、新聞、石油、森林、科研等領(lǐng)域，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，贏得很高的社會(huì)贊譽(yù)。汶川地震后，海事衛(wèi)星還成為我國(guó)應(yīng)急安全體系中的重要組成部分。我國(guó)海事衛(wèi)星用戶總量約6萬(wàn)部，其中遠(yuǎn)洋海上和航空用戶基本上以使用海事衛(wèi)星為主，陸上除上述應(yīng)急用戶外，大量用戶分布在媒體、石油石化、船舶、航空等方面。

2 衛(wèi)星星間鏈路技術(shù)的成功在軌驗(yàn)證

為了彌補(bǔ)低軌道衛(wèi)星與地面站的可視時(shí)間短的不足，可以通過(guò)高軌海事作為中繼衛(wèi)星，建立衛(wèi)星之間的雙向鏈路，從而可以使得地面站或者地面移動(dòng)終端與低軌道衛(wèi)星持續(xù)通信和數(shù)據(jù)傳輸（如圖3所示）。這種鏈路模式可以大幅度提高衛(wèi)星的可視時(shí)間，利用輕小型的移動(dòng)終端（不再需要大型的固定地面站），隨時(shí)隨地靈活地對(duì)低軌道衛(wèi)星進(jìn)行指令操控，并且可以隨時(shí)隨地接收下傳的遙感數(shù)據(jù)，從而極大地提高對(duì)低軌道衛(wèi)星的使用效能。

與地面固定、慢速移動(dòng)以及空中運(yùn)動(dòng)所用終端不同，低軌道衛(wèi)星繞地球高速運(yùn)動(dòng)（約7.6km/s），低軌道衛(wèi)星與高軌道衛(wèi)星之間存在高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，需要設(shè)計(jì)研制專門的衛(wèi)星終端，設(shè)計(jì)合理的通信體制，突破快速接入與跟蹤、可靠的鏈路控制技術(shù)、靈活的網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)等。

新加坡的南陽(yáng)理工大學(xué)研制了VELOX-2微納衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星的主載荷為新加坡AddValue技術(shù)公司研制的高性能星間鏈路終端系統(tǒng)，搭載了互為備份的2臺(tái)終端，經(jīng)過(guò)1年多的在軌測(cè)試，充分驗(yàn)證了其技術(shù)可行性和可靠性，可以7天24小時(shí)提供高可靠的2路IP鏈路BGAN服務(wù)。在軌驗(yàn)證的成功，為技術(shù)推廣商業(yè)化應(yīng)用服務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。AddValue技術(shù)公司與IMMARSAT公司簽訂了協(xié)議，將共同開(kāi)發(fā)后續(xù)的市場(chǎng)，開(kāi)辟新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域[1]。

3 結(jié)語(yǔ)

低軌道衛(wèi)星與海事衛(wèi)星的雙向數(shù)據(jù)中繼鏈路衛(wèi)星終端的成功在軌技術(shù)驗(yàn)證，將開(kāi)辟海事衛(wèi)星新的商業(yè)化業(yè)務(wù)領(lǐng)域，為低軌道衛(wèi)星的在軌無(wú)間斷可靠運(yùn)營(yíng)及數(shù)據(jù)持續(xù)實(shí)時(shí)回傳提供了新的解決途徑，尤其在應(yīng)急減災(zāi)和快速響應(yīng)方面具有極大的應(yīng)用前景。具體的業(yè)務(wù)服務(wù)模式還需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，期待衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)早日得到實(shí)際應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]李云.美國(guó)“軍事作戰(zhàn)空間使能效果”衛(wèi)星項(xiàng)目進(jìn)展[J].中國(guó)航天.2013.3，38-41.endprint